BR4000A型熱釋光個(gè)人劑量計(jì)對不同射線能量響應(yīng)的研究

李秀芹，侯金兵，楊新芳，趙進(jìn)沛，孔雪梅，閆 妍

BR4000A型熱釋光個(gè)人劑量計(jì)對不同射線能量響應(yīng)的研究

李秀芹，侯金兵，楊新芳，趙進(jìn)沛，孔雪梅，閆 妍

目的：為保證輻射受照人員個(gè)人劑量監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠，研究非鑒別式熱釋光個(gè)人劑量計(jì)（GR-200A型LiF：Mg，Cu，P探測器片+BR4000A型劑量計(jì)盒）對不同能量射線響應(yīng)，探討其皮下10mm劑量H p（10）、皮膚劑量H p（0.07）與射線能量之間的相互關(guān)系。方法：依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)JJG593-2006，將已篩選退火后的探測器片放于劑量計(jì)盒的H p（10）、H p（0.07）位置，在標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量學(xué)實(shí)驗(yàn)室將裝好的劑量計(jì)置于有機(jī)玻璃平衡板中，分別予以不同劑量γ射線照射和不同能量窄譜過濾X射線照射，對照探測器讀數(shù)比值H p（0.07）/H p（10）與能量的關(guān)系，尋找其相互關(guān)系的規(guī)律。結(jié)果：不同劑量γ射線照射和不同能量窄譜過濾X射線照射，H p（0.07）/H p（10）探測器計(jì)數(shù)之比與能量的關(guān)系具有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。結(jié)論：應(yīng)用BR4000A型劑量計(jì)H p（0.07）/H p（10）探測器計(jì)數(shù)的比值，能夠?qū)κ苷杖藛T所受照射從射線性質(zhì)、能量范圍和照射劑量上給出更為確切和詳細(xì)的資料，從而為放射工作人員個(gè)人健康監(jiān)護(hù)以及核與輻射事故受輻照人員臨床診療提供參考依據(jù)，同時(shí)為實(shí)驗(yàn)室間比對提供技術(shù)方法。

熱釋光劑量計(jì)；能量鑒別；讀出器計(jì)數(shù)；H p（0.07）/H p（10）

目前，熱釋光劑量測量系統(tǒng)是應(yīng)用最為廣泛的受輻照人員個(gè)人劑量監(jiān)測手段。熱釋光劑量測量系統(tǒng)是為確定劑量當(dāng)量評定值所使用的熱釋光劑量計(jì)、讀出器和所有的配套設(shè)備以及所有的工作程序。熱釋光個(gè)人劑量計(jì)分為鑒別式和非鑒別式個(gè)人劑量計(jì)，放射工作人員所佩戴的個(gè)人劑量計(jì)普遍是非鑒別式個(gè)人劑量計(jì)。熱釋光個(gè)人劑量監(jiān)測系統(tǒng)的質(zhì)量保證是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，熱釋光劑量測量系統(tǒng)的檢定和刻度系數(shù)的應(yīng)用，是諸多環(huán)節(jié)中的重中之重。研究報(bào)道，對100 keV～1.25MeV的γ射線的響應(yīng)規(guī)律[1]，但利用非鑒別式BR4000A型TLD熱釋光個(gè)人劑量計(jì)H p（10）、H p（0.07）不同位置對33 keV的低能射線響應(yīng)，目前未見報(bào)道。為了了解受輻照人員所受射線的性質(zhì)、保證個(gè)人劑量監(jiān)測數(shù)據(jù)更接近真實(shí)性，依據(jù)國家相關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)[2-4]，本研究對非鑒別式BR4000A型熱釋光個(gè)人劑量計(jì)（BR4000A型劑量計(jì)盒+GR-200A型LiF：Mg，Cu，P探測器片）對不同能量射線響應(yīng)，皮下10mm劑量H p（10）、皮膚劑量H p（0.07）值之間的相互關(guān)系進(jìn)行研究。目的是對受照人員所受照射從射線性質(zhì)、能量范圍和照射劑量上給出更為確切和詳細(xì)的資料，從而為放射工作人員個(gè)人健康監(jiān)護(hù)以及核與輻射事故受輻照人員臨床診療提供參考依據(jù)，同時(shí)為實(shí)驗(yàn)室間比對提供技術(shù)方法。

1 儀器和方法

1.1 熱釋光劑量測量系統(tǒng) 探測器片：GR-200A型LiF：Mg，Cu，P探測器圓柱片（防化研究院），直徑4.5mm、厚度0.8mm。BR4000A型劑量計(jì)盒：是一種多功能組合式徽章式個(gè)人劑量計(jì)，劑量計(jì)內(nèi)部設(shè)有4個(gè)槽，配置不同內(nèi)襯可放置直徑4.5mm、厚度0.8 mm探測器片。本研究選取左下角H p（10）、左上角H p（0.07）兩組探測片放置位置（北京博創(chuàng)特科技發(fā)展有限公司）。劑量計(jì)上蓋材料及用途，見表1。熱釋光退火爐：BR2000A型熱釋光退火爐（北京博創(chuàng)特科技發(fā)展有限公司），溫度范圍：室溫～450℃，升溫速度：室溫～450℃≤80min，溫度誤差≤±5%。

表1 BR4000A型劑量計(jì)盒上蓋材料及用途

1.2 標(biāo)準(zhǔn)劑量學(xué)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備 國防科技工業(yè)電離輻射一級計(jì)量站。S-Cs輻射質(zhì)（137Csγ射線）和窄譜X射線標(biāo)準(zhǔn)輻射源；IAEA體模[有機(jī)玻璃（PMMA）材料]30 cm×30 cm×15 cm：在射線入射方向體模表面用4mm厚的有機(jī)玻璃，其余各面均使用10mm厚的有機(jī)玻璃粘結(jié)而成，上面開口作為注水窗，并在里面充入蒸餾水。劑量計(jì)緊貼入射窗口表面進(jìn)行照射[8]。

1.3 探測器片的退火分裝與分組 將篩選好的探測器片在BR2000A型熱釋光退火爐中240℃退火10min，然后分裝于BR4000A型劑量計(jì)盒中H p（10）、H p（0.07）相應(yīng)位置，每個(gè)位置放置2片，即每個(gè)劑量計(jì)盒放置TLD探測器4片。將分裝好的熱釋光個(gè)人劑量計(jì)分為實(shí)驗(yàn)組、本底組。

1.4 標(biāo)準(zhǔn)劑量學(xué)實(shí)驗(yàn)室劑量計(jì)照射 將實(shí)驗(yàn)組劑量計(jì)分組，分別放置于IAEA體模，置于體模表面正對射線束方向的一面，其測量有效中心點(diǎn)位置與劑量當(dāng)量約定真值已知的檢定位置重合。分別予以0.5 mSv、1.0 mSv、2.0 mSv、5.0 mSv、10.0 mSv的137Csγ射線照射和1mSv的NS40（33 keV）、NS60（47 keV）、NS80（65 keV）、NS100（83 keV）、NS120（100 keV）、NS150（117 keV）的窄譜過濾X射線照射。跟隨本底1組。詳細(xì)照射分組方案，見表2。

1.5 數(shù)據(jù)處理 線性、能量響應(yīng)和刻度系數(shù)以及量值檢驗(yàn)，數(shù)據(jù)處理依據(jù)JJG593-2006《個(gè)人與環(huán)境監(jiān)測用X、γ輻射熱釋光劑量測量系統(tǒng)（裝置）檢定規(guī)程》[2]和GBZ 207-2008《外照射個(gè)人劑量系統(tǒng)性能檢驗(yàn)規(guī)范》[3]。數(shù)據(jù)修約依據(jù)GB/T 8170-2008《數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示和判定》[5]。

2 結(jié)果

不同能量的射線照射，以及同一能量不同劑量照射條件下，H p（0.07）與H p（10）位置探測器計(jì)數(shù)，見表3。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，BR4000A型TLD H p（0.07）與H p（10）位置探測器計(jì)數(shù)，在不同能量、不同劑量下，差別均較大，但H p（0.07）與H p（10）位置探測器計(jì)數(shù)之比與能量呈現(xiàn)良好的相關(guān)性，H p（0.07）/H p（10）位置探測器計(jì)數(shù)之比隨能量增大而遞減。因此，BR4000A型TLD，通過探測器H p（0.07）、H p（10）位置讀出器計(jì)數(shù)之間的比值，可以判斷TLD所受射線的性質(zhì)、能量范圍，通過此能量范圍的刻度系數(shù)，可以更加準(zhǔn)確地判斷TLD的照射相當(dāng)于皮下10mm軟組織以及皮膚淺表劑量處的劑量當(dāng)量。

表3 不同能量射線照射下TLD不同位置探測器計(jì)數(shù)分析

3.1 BR4000A型劑量計(jì)可以判斷射線性質(zhì)和能量范圍 BR4000A型TLD，通過探測器H p（0.07）/H p（10）讀出器計(jì)數(shù)之間的比值，可以判斷TLD所受射

3 討 論

線的性質(zhì)和能量范圍。由于BR4000A型劑量計(jì)設(shè)計(jì)上，上蓋材料及厚度不同，因此對射線的響應(yīng)不同。H p（10）位置用于深度劑量測量，上蓋材料為ABS加上一層吸收片；H p（0.07）位置用于淺表劑量的測量，上蓋材料為7mg/cm2的Mylar，開窗。又由于不同的輻射質(zhì)、同一輻射質(zhì)不同能量的射線穿透能力不同，因此在H p（10）、H p（0.07）位置讀出器計(jì)數(shù)會有顯著差別。通過本次研究，利用常規(guī)非鑒別式BR4000A型TLD，通過探測器H p（0.07）、H p（10）位置讀出器計(jì)數(shù)之間的比值，可用于低能光子的鑒別，達(dá)到判斷TLD所受射線的性質(zhì)和能量范圍的作用。

3.2 通過利用不同能量的刻度系數(shù)，BR4000A型劑量計(jì)可以給出更準(zhǔn)確的劑量 常規(guī)非鑒別式BR4000A型TLD，利用探測器H p（0.07）、H p（10）位置讀出器計(jì)數(shù)之間的比值，判斷TLD所受射線的性質(zhì)和能量范圍，通過使用不同能量的H p（0.07）、H p（10）劑量當(dāng)量刻度系數(shù)，可以更加準(zhǔn)確地給出TLD的照射相當(dāng)于皮下10 mm軟組織以及皮膚淺表劑量。

3.3 常規(guī)非鑒別式BR4000A型TLD與CTLD-J3000型鑒別式TLD的比較 BR4000A型TLD與CTLD-J3000型鑒別式TLD相比，CTLD-J3000型鑒別式TLD在H p（10）測量位置上蓋使用的是濾片材料，在上蓋外觀上表現(xiàn)為突出的半球形；H p（0.07）測量位置上蓋使用的是鍍鋁薄膜材料，在上蓋外觀上表現(xiàn)為開窗的薄膜。通過H p（10）/H p（0.07）的值，對照探測器讀出值與能量的關(guān)系表，從而達(dá)到鑒別射線能量的目的。BR4000A型TLD作為廣泛使用的熱釋光劑量計(jì)，雖然上蓋材料不同，但通過本研究證明，利用H p（10）、H p（0.07）讀出器與能量的關(guān)系，同樣可以判定射線的性質(zhì)和能量。

3.4 BR4000A型TLD能量判別功能為輻射受照人員照射情況提供更為詳細(xì)的資料 BR4000A型TLD熱釋光個(gè)人劑量計(jì)對不同低能射線響應(yīng)不同，通過H p（0.07）/H p（10）比值可用于低能光子的鑒別，能夠判定受照人員所受射線性質(zhì)和能量范圍，照射劑量計(jì)算上不同能量照射使用響應(yīng)的刻度因子[6]，在照射劑量上給出更為確切和詳細(xì)的資料，從而為放射工作人員個(gè)人健康監(jiān)護(hù)以及核與輻射事故受輻照人員臨床診療提供參考依據(jù)，同時(shí)也為實(shí)驗(yàn)室間比對提供了切實(shí)可行的技術(shù)方法。

[1]常冬梅，彭宏論，林東生，等.熱釋光劑量計(jì)能量響應(yīng)特性研究[J].核電子學(xué)與探測技術(shù)，2005，25（2）：190-192.

[2]國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.JJG 593-2006個(gè)人與環(huán)境監(jiān)測用X、γ輻射熱釋光劑量測量（裝置）系統(tǒng)[S].中國計(jì)量出版社，2006.

[3]中華人民共和國衛(wèi)生部.GBZ207-2008外照射個(gè)人劑量系統(tǒng)性能檢驗(yàn)規(guī)范[S].人民衛(wèi)生出版社，2008.

[4]中華人民共和國衛(wèi)生部.GBZ 128-2002職業(yè)外照射個(gè)人監(jiān)測規(guī)范[S].法律出版社，2002.

[5]國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會.GB/T 8170-2008《數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示和判定》[S].中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

[6]李秀芹，趙進(jìn)沛，米 寧，等.熱釋光劑量測量系統(tǒng)檢定的質(zhì)量保證及刻度因子的應(yīng)用[J].職業(yè)與健康，2012，28（18）：2191-2193.

（收稿：2013-08-09 修回：2013-10-21 編校：齊 彤）

The Study of the BR4000A thermolum inescence dosimetry responding to the different radiation energy

LIXiu-qin，ZHAO Jin-pei，YANG Xin-fang，HOU Jin-bing.Center of Disease control and Prevention，PLA Beijingm ilitary region，Beijing 100042，China

Objective：To assure the accuracy of the therom lum inescence(TL)dosimetrymeasurementon radiationalworkers personal dosage，and study the response of non-distinguishing doser to the different energy rays，and explore the relationship between the reader count H p(0.07)/H p(10)and ray energy.Methods：According to the criterion JJG 593-2006，the chosen TL detectors were placed in the dosimetry box at the pointof Hp（10）、Hp（0.07），then laid up on the phantom and irradiated by the differentdosage 137Csγrays and different energy X rays.The linearity and calibration factorswere calculated to look for the regularity of H p（10）/H p（0.07）.Result：The reader count ratio of the differentdosage 137Csγrays and differentenergy X rays have the significant difference.Conclusion：By using the different energy reader count of different site in BR4000A personal dosimetry，the character and energy rangeof the raysaswellas themore exactdosage valuewere distinguished，which providing the reference frame for the health ward of the radiation workers and the clinical diagnosis and treatment of the irradiated persons in the nucleus and radiation events,and providing technologicalmethodsbetween laboratories.

therom lum inescence(TL)dosimetry；energy distinguish；reader count；H p（0.07）/H p（10）

R 144

A

2095-3496（2013）04-0222-04

100042 北京，北京軍區(qū)疾病預(yù)防控制中心

（李秀芹，楊新芳，趙進(jìn)沛，孔雪梅，閆 妍）；北京，原子能科學(xué)研究院（侯金兵）